单流中间包结构优化及夹杂物去除数值模拟研究

炼钢 ›› 2022, Vol. 38 ›› Issue (2): 43-48.

单流中间包结构优化及夹杂物去除数值模拟研究

高天^1,2，王聪^1,2，孙明飞^1,2，王波^1,2，张捷宇^1,2

（上海大学 1.材料科学与工程学院，上海 200444；
2.省部共建高品质特殊钢冶金与制备国家重点实验室，上海 200444）

出版日期:2022-04-05 发布日期:2022-03-28

Numerical simulation of structural optimization and inclusion removal in single strand tundish

Online:2022-04-05 Published:2022-03-28

摘要/Abstract

摘要： 针对单流中间包连铸过程中流动状态不佳、钢液夹杂物含量较高等问题，提出了中间包控流装置的优化方案，采用数值模拟和水模试验研究了不同控流装置情况下中间包钢液流动行为及平均停留时间分布等特征。结果表明，最佳控流装置参数：堰距长水口距离1 090 mm，堰高度180 mm，坝堰间距260 mm，高坝高度340 mm时中间包钢液流场优化及夹杂物去除效果最佳。对比原方案中间包，优化后中间包钢液平均停留时间和活塞区均有所增加，死区降低7.14 %；夹杂物平均去除率达到68.7 %，较原方案平均去除率提高6.6 %。

关键词: 控流装置, RTD曲线, 数值模拟, 夹杂物去除

Abstract: To solve the problem of poor flow state in the process of continuous casting and high percentage of the inclusions in molten steel, some improvement schemes regarding the flow control device of single strand tundish were proposed. The flow field and average residence time distribution of molten steel in the tundish under different schemes were comparatively investigated by numerical simulation and water model experiment. The optimal combination of flow control devices was proposed, the distance between the weir and the long nozzle is 1 090 mm, the height of the weir is 180 mm, the distance between of the weir and the dam is 260 mm, the height of the higher dam is 340 mm. Compared with the prototype tundish, the average residence time and plug zone are increased and the dead zone ratio is reduced by 7.14 %.The average removal rate of inclusions reaches 68.7 %, which is 6.6 % higher than the prototype tundish.

Key words: flow control device, RTD curves, numerical simulation, inclusion removal

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